考慮幾何特征形狀的圖像漸變方法.pdf

1、圖像漸變技術是在計算機圖形學和數(shù)學圖像處理的基礎上發(fā)展而來的，通過特定方法以實現(xiàn)兩幅圖像的特征對齊，并產生兩幅圖像之間的過渡圖像序列幀，從而實現(xiàn)從源圖像到目標圖像的漸變。圖像漸變技術在科幻電影制作，動畫設計，三維重建等領域都有著較為廣泛的應用。
　　針對已有圖像漸變方法難以處理較大幾何變化的問題，本論文提出一種基于形狀插值與移動最小二乘變形的圖像漸變方法。給定一幅源圖像和一幅目標圖像，首先用戶通過在圖像上放置開放或者封閉的曲線來指

2、定和對齊源和目標圖像中的幾何特征;然后，提出一種基于重心的線條外觀模型，以提取并表示特征曲線組的形狀及其所傳達的視覺外觀;同時，基于該線條外觀模型建立一種雙層結構驅動的形狀插值算法，以實現(xiàn)源特征曲線到目標特征曲線的保形狀過渡;最后，根據(jù)插值得到的中間過渡特征曲線，通過保剛性的移動最小二乘變形把源和目標圖像的幾何特征融合在一起，最終生成保外觀的中間過渡圖像幀。實驗結果表明，該方法能夠實時生成自然且視覺真實的圖像漸變序列，即使當源和目標圖像

3、中對應的幾何特征形狀差別較大的時候，也能夠有效避免扭曲，從而充分保持輸入圖像中所包含特征的外觀和屬性。
　　此外，針對手工輸入特征曲線需要花費用戶較多時間和精力的問題，本論文提出了一種基于形狀匹配的半自動圖像特征對齊方法。在該方法中，用戶首先在源和目標圖像上指定少量的特征對應點，然后算法自動完成兩幅圖像之間的精確特征對齊。該方法的核心思想是一種漸進式的特征對齊機制?；谠摍C制，算法“由粗到細”地逐步完成源和目標圖像中對應特征的精確

4、對齊。首先，算法以用戶指定的特征點為約束，通過基于相似性變換的移動最小二乘變形方法來對齊圖像中特征對象的整體姿勢或形狀。然后，算法通過局部鄰域搜索以及形狀匹配技術，進一步實現(xiàn)圖像中對應特征的局部細節(jié)對齊。最后，使用基于能量的全局優(yōu)化方法，最終在像素級別上完成源和目標圖像的精確特征對齊。實驗結果表明，即使當源和目標圖像中的幾何特征相差較大時，該方法也僅需用戶指定少量的特征對應點，即能完成圖像間的精確特征對齊，進而極大地減少用戶手工交互工作